M001-1 ANALISA PEMETAAN PROSES PERLAKUAN PANAS DAN MIKROSTRUKTUR DARI KOMPONEN RANTAI PELAT

  

ANALISA PEMETAAN PROSES PERLAKUAN PANAS DAN

MIKROSTRUKTUR DARI KOMPONEN RANTAI PELAT

_{1) 1)}

Alfonsius B.J. Haslim , Frendy Lumban Batu ,

_{1)* 1)}

Myrna Ariati Mochtar , Muhammad Mukhsin

  1) Departemen Teknik Metalurgi dan Material, Fakultas Teknik, Universitas Indonesia

• *Email

  

Abstrak

Penelitian ini bertujuan untuk melakukan analisa pengaruh perlakuan panas terhadap kualitas

komponen rantai pelat. Penelitian dilakukan pada komponen bush OEM dan RM dengan pengujian

Destructive Test (DT), metalografi, dan mikrostruktur. Hasil pengujian kekerasan permukaan

menunjukkan perbedaan nilai dari OEM dan RM, juga sampel After Temper mengalami penurunan

nilai kekerasan dari sampel After Quench. Hasil foto mikrostruktur juga menunjukkan adanya fasa

pearlite dan ferrite pada sampel raw material, serta perubahan austenite sisa menjadi marteniste

temper dari sampel After Quench dan After Temper. Proses difusi menjadi faktor penting dalam proses

perlakuan panas tersebut. perlu diadakannya penelitian lebih lanjut terhadap komponen rantai lainnya.

  Kata kunci: Pelat, Difusi, Perlakuan Panas, Nilai Kekerasan, Mikrostruktur.

  Pendahuluan

  Indonesia boleh saja bangga dengan pasar sepeda motor yang terus membengkak. Pada tahun 2010, diperkirakan mencatat rekor baru, di atas 7 juta unit. Buktinya, sampai akhir November penjualan sudah mencapai 6,88 juta unit yang berarti setiap bulan lebih setengah juta sepeda motor _[1] terjual di Indonesia . Kontribusi penjualan sepeda motor di daerah semakin besar, mencapai 85% dari total penjualan anggota Asosiasi Industri Sepeda Motor Indonesia (AISI) pada dua bulan _[2] pertama 2011 . Grafik penjualan sepeda motor Indonesia dapat dilihat pada gambar 1. di bawah ini.

  [3] Gambar 1. Grafik Penjualan Sepeda Motor Indonesia . _[5] Tabel 1. Target Omzet dari Sepeda Motor Nasional (dalam triliun rupiah) .

  

Tahun Omzet

  2010 65,27 2015 70,314 2020 75,748 2025 75,748

  Ada beberapa faktor yang menjadi pendorong prospektifnya industri sepeda motor di Indonesia. Pertama, masih sangat besarnya potensi pasar yang tersedia. Kedua, berkembangnya ojek sebagai alternatif sarana transportasi umum di Indonesia. Ketiga, semakin terjangkaunya harga sepeda motor sehingga meningkatnya aksesibilitas masyarakat terhadap kepemilikan sepeda motor.

  

Keempat , sepeda motor merupakan salah satu alternatif alat transportasi baik karena infrastruktur

  transportasi yang kurang memadai maupun karena relatif tidak terjangkaunya harga mobil oleh sebagian masyarakat. Kelima, menjamurnya lembaga pembiayaan maupun bank yang bermain di sektor pembiayaan pembelian sepeda motor dengan proses dan persyaratan yang mudah, cepat dan dengan tingkat bunga yang relatif rendah sehingga meningkatkan akses masyarakat terhadap _[4] pemilikan sepeda motor . Tabel 1 menunjukkan target omzet dari sepeda motor nasional.

  Studi Pustaka

  Mesh Belt Furnaces • Merupakan furnace memiliki prinsip yang sama dengan rotary furnaces, perbedaannya terletak kepada tidak digunakannya prinsip putaran. Furnaces ini digunakan untuk part-part berbentuk pelat. Mesh Belt Furnaces menjalankan prinsip proses vacuum carburizing, dimana _[6] proses ini pada material baja terdiri atas 4 tahap dasar , yaitu: tahap heat and soak untuk keseragaman suhu sepanjang baja, tahap boost untuk meningkatkan kandungan karbon austenit, tahap difusi untuk menyediakan transisi permukaan-inti secara bertahap, dan tahap quenching.

  Gambar 2. Mesh Belt Furnaces.

• Difusi Difusi adalah proses migrasi atom-atom secara individual dalam taerial yang dapat dilakukan melalui media gas, cair, dan padat. Difusi sangat penting dalam proses perlakuan panas. Oleh karena itu suatu pengetahuan dari mekanisme dan hukum difusi akan memudahkan pengertian dalam berbagai macam laku panas termasuk diantaranya: karburisasi, dekarburisasi, nitridasi dan _[7] anil . Atom-atom asing akan menempati ruang-ruang yang relatif tipenya sama, seperti kelompok atom-atom dalam kisi besi pada larutan padat subtitusi yang bergerak bebas dengan bantuan ruang kosong atau yang disebut dengan vacancies. Pada temperatur karburisasi atom karbon (C) akan masuk kedalam spesimen secara difusi intertisi. Istilah difusi interstisi menggambarkan keadaan ketika atom tidak lagi bergerak disekitar kisi kristal, namun menempati posisi interstisi. Masuknya atom karbon ke kisi atom-atom logam membutuhkan energi lompatan, energi ini bisa diperoleh dari panas dari furnace. Masuknya atom secara difusi ini akan meningkatkan kekerasan permukaan tersebut lebih tahan aus dan umurnya dapat meningkat. Gambar 3 menunjukkan berbagai cara berlangsungnya pengangkatan atom melalui kisi.

  Gambar 3. Proses (a) interstisi dan (b) subsitusi difusi atom. Beberapa faktor yang mempengaruhi proses difusi, antara lain: 1. Jenis material difusi (diffusion species) yaitu: besarnya koefisien difusi ditunjukkan oleh kecepatan atom-atom yang berdifusi. Koefisien difusi dan interdiffusion untuk masing- masing logam berbeda.

  2. Temperatur yaitu: perubahan temperatur sangat berpengaruh pada pergerakan atom dan akhirnya mempengaruhi laju difusi.

  3. Ukuran butir yaitu: proses difusi lebih mudah terjadi pada lapisan batas butir (grain

  boundary ) dibandingkan pada matriks, karena pada butir banyak terdapat cacat kristal yang

  akan mempermudah proses pergerakan atom-atom. Semakin kecil ukuran butir, maka akan semakin banyak cacat-cacat kristal pada logam tersebut. Dengan demikian laju difusivitasnya akan semakin meningkat.

  Metodologi Penelitian

  Secara umum, penelitian ini diselesaikan dalam beberapa tahapan utama, Yaitu: 1) persiapan sampel, 2) preparasi sampel, 3) pengujian sampel, dan 4) pengambilan data. 1)

  Persiapan Sampel Sampel Pelat dari tipe 420 OEM, 420 RM, 428 OEM, dan 428 RM disiapkan 3 jenis yaitu sebelum proses heat treatment, setelah quenching, dan setelah proses tempering.

  2)

Preparasi Sampel

  Preparasi sampel dilakukan untuk 2 jenis sampel pengujian, yaitu preparasi sampel untuk pengujian kekerasan permukaan & untuk foto mikrostruktur. Preparasi sampel kekerasan permukaan dilakukan dengan mengamplas permukaan sampel yang akan ditekan oleh mesin uji. Pengamplasan ini bertujuan untuk membersihkan permukaan dari pengotor seperti minyak, air ataupun oksida yang terbentuk dipermukaan. Selain itu pengamplasan juga berguna untuk meratakan permukaan benda yang diuji, terutama sampel yang tidak datar.

  Sampel yang digunakan untuk preparasi foto mikrostruktur adalah sampel hasil pengujian kekerasan permukaan sebelumnya. Ada beberapa tahap yang dilakukan untuk preparasi sampel foto mikrostruktur, yaitu: mounting, amplas, poles, dan etsa. Mounting yang digunakan adalah hot

  

compression mounting . Medium kertas amplas yang digunakan adalah kertas amplas silicon

carbide . Urutan amplas yang gunakan dilakukan dengan nomor mesh yang rendah ke nomor mesh

  yang ditinggi yaitu grit #400, #600, #800, #1200 dan #2500. Pemolesan dilakukan dengan menggunakan mesin poles dengan media kain beludru yang diberi cairan campuran serbuk poles TiO ^{2 dan air. Pemolesan yang baik akan menghasilkan permukaan yang mengkilap seperti kaca.} Setelah selesai serbuk poles yang menempel pada permukaan sampel disiram dengan air lalu dikeringkan. Etsa yang dilakukan dalam pengamatan ini dilakukan dengan mencelupkan permukaan benda uji kedalam cairan etsa kimia. Cairan etsa yang digunakan adalah nital 2% dan picral 4%. Pengetsaan dengan cairan etsa nital 2% dilakukan selama 5 detik, sedangkan pengetsaan dengan cairan etsa picral 4% dilakukan selama 10 menit dengan temperatur yang hangat. Setelah pencelupan, sampel kemudian sesegara mungkin dialiri air hingga oksida hasil pengetsaan terlepas dari permukaannya. Kemudian dikeringi agar menghindari terjadinya proses korosi lanjutan.

  3) Pengujian Sampel

  Pada uji kekerasan permukaan, Data uji kekerasan menggunakan 1 mesin uji yaitu

mesin uji kekerasan Vickers. Penjejakan dilakukan sekali pada setiap sampel. Sampel di-

mounting terlebih dahulu agar dapat memudahkan pada uji mikorstruktur. Pada uji

mikrostrktur, sampel diamati dengan mikroskop optik. Foto mikrostruktur diambil secara

digital dengan perbesaran sebesar 500 kali. Perbesaran 500 kali adalah perbesaran paling

tinggi dan baik yang mampu dilakukan pada mikroskop optik di pengamatan ini.

  Hasil dan Pembahasan

• Hasil Uji Kekerasan Permukaan

  Tabel 2. Data Pengujian Kekerasan Permukaan pada Sampel Pelat Raw Material.

  

Tabel 3. Data Pengujian Kekerasan Permukaaan pada Sampel Pelat After Quench

Tabel 4. Data Pengujian Kekerasan Permukaan pada Sampel Pelat After Temper

  Berdasarkan tabel-tabel diatas, dilihat bahwa hasil kekerasan permukaan pada sampel After

Temper mengalami penurunan nilai kekerasan jika dibandingkan dengan sampel After Quench.

Sampel After Temper pada sampel RM memiliki nilai kekerasan permukaan yang lebih rendah jika dibanding dengan sampel OEM pada tipe sejenis. Perbedaan nilai kekerasan ini terjadi karena penggunaan raw material yang berbeda dan parameter proses perlakuan panas yang berbeda, juga akibat proses difusi.

• Hasil Pengujian Mikrostruktur Berdasarkan tabel-tabel foto mikrostruktur dibawah ini, pada sampel raw material dapat dilihat fasa yang muncul adalah campuran ferrite dan pearlite. Dilihat juga munculnya austenite sisa diantara jarum-jarum martensite pada sampel after quenching menunjukkan proses quenching yang tidak optimal. Serta pada sampel after temper tida didapat lagi adanya austenite sisa dan martensite berubah menjadi martensite temper.

  

Tabel 5. Foto Mikrostruktur Pelat 420 OEM dan RM.

  

Pelat 420 OEM (Nital 2%) Before HT (500X). Pelat 420 RM (Nital 2%) Before HT (500X).

  Pelat 420 OEM (Nital 2%) AQ (500X). Pelat 420 RM (Nital 2%) AQ (500X) Pelat 420 OEM (Nital 2%) AT (500X). Pelat 420 RM (Nital 2%) AT (500X).

  Tabel 6. Foto Mikrostruktur Pelat 428 OEM dan RM Pelat 428 OEM (Nital 2%) Before HT (500X). Pelat 428 RM (Nital 2%) Before HT (500X).

  Pelat 428 OEM (Nital 2%) AQ (500X). Pelat 428 RM (Nital 2%) AQ (500X)

  

Pelat 428 OEM (Nital 2%) AT (500X). Pelat 428 RM (Nital 2%) AT (500X).

  Kesimpulan

  Berdasarkan penelitian yang telah dilakukan, dapat disimpulkan bahwa perlakuan panas adalah satu metode yang penting dalam industri rantai motor. Perlakuan panas dilakukan untuk meningkatkan sifat-sifat mekanis material agar dapat sesuai dengan aplikasi yang diinginkan. Produk perlakuan panas pelat yang baik adalah produk dengan kekerasan permukaan yang tinggi dan tahan aus serta inti yang tangguh. Proses difusi turut berpengaruh dalam nilai kekerasan serta mikrostruktur material. Penelitian ini diharapkan dapat meningkatkan kualitas hidup masyarakat melalui pengetahuan dan wawasan mengenai rantai motor.

  Ucapan Terima kasih

  Penulis pertama mengucapkan terima kasih kepada beasiswa Fast Track BPKLN atas pembiayaan kuliah penulis.

  Daftar pustaka

  [1] Kurniawan, A., & Zulkifli, B.J. Industri Sepeda Motor Indonesia: Domestik Gagah, Ekspor

  Rendah. Otomotif (Kompas.com). 22 Desember 2010 (diakses 6 Juli 2011. Tersedia di:

   estik.Gagah.Ekspor.Rendah). [2]

  Gosta, D.R. Penjualan Sepeda Motor di Daerah Tumbuh. Bisnis Indonesia (bisnis.com). 13 Maret 2011. (diakses 6 Juli 2011. Tersedia di: - penjualan-sepeda-motor-di-daerah-tumbuh).

  [3] Pemeringkat Efek Indonesia: Equity & Index Valuation Division, Equity Research PT

  Multistrada Arah Sarana Tbk. (MASA), Pengembangan Peng-ER-00003/BEI.PPR/03-2011, PEFINDO, Jakarta, 2011. [4] Miranti, E. (2004). Prospek Industri Sepeda Motor di Indonesia. Economic Review Journal.

  No. 198. [5] Zulkifli, B.J. 2010, Omzet Penjualan Sepeda Motor Nasional Mencapai RP 65 triliun.

  Asosiasi Industri Sepeda Motor Indonesia (AISI.or.id). 25 November 2009 (diakses 6 Juli 2011. Tersedia di: - motor-nasional-mencapai-rp-65-triliun/).

  [6] J.R Davis. (2002). Surface Hardening of Steels: understanding the basics. USA: ASM International.

  [7] Hendro, & E. Siahaan. (2010). Pengaruh boronisasi pada peningkatan kekerasan permukaan baja karbon rendah. Jurnal Seminar Nasional Tahunan Teknik Mesin (SNTTM) ke-9.

  Palembang, 13-15 Oktober 2010.